aulas 10 e 11

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ESCOLA TÉCNICA SENAI JABOATÃO DOS GUARARAPES / SANTO 
AMARO / ARARIPINA
CURSO TÉCNICO EM SEGURANÇA DO TRABALHO
CIÊNCIAS APLICADAS
Prof. José Welton
welton.lima@sistemafiepe.org.br
jweltonlima
FUNDAMENTOS C.H. DIAS ATIVIDADES
Cálculo Aplicado à SST 50h (1 A 17/03) (3 Atividades)
Física e Química Aplicadas à 
SST
40h (18 A 31/03) (3 Atividades)
PROGRAMAÇÃO DETALHADA
FUNDAMENTOS C.H. DIAS ATIVIDADES
Física e Química aplicadas à 
SST
40h (18 A 31/03) (3 Atividades)
4 FÍSICO-QUÍMICA: 
4.1 Pressão
8h
Quinta e Sexta
(18 e 19/03)
-
4.2 Temperatura 4h Segunda (22/03) Atividade 1
4.3 Fenômenos ondulatórios 8h
Terça e Quarta
(23 e 24/03)
-
4.4 Pneumática
4.5 Conceito de ácido x base
4h
Quinta e Sexta 
(25 e 26/03)
Atividade 2
4.6 Conceitos de química 
orgânica
8h
Segunda e terça
(29 e 30/03)
-
4.7 Oxidação 4h Quarta (31/03) Atividade 3
5 Ética - - -
PROGRAMAÇÃO DETALHADA
PRESSÃO
PRESSÃO
Como relacionar o conceito de pressão com a rotina de
Segurança do Trabalho? Qual é o vínculo real entre pressão e
essa área do conhecimento?
Para encontrar as respostas, primeiramente é preciso entender
o conceito de pressão e relacioná-lo posteriormente com a
vivência prática das atividades laborais.
A seguir, uma tubulação contendo gases sob pressão, que pode
ser usada como exemplo.
PRESSÃO
A Norma Regulamentadora 13 do Ministério do Trabalho, versa
sobre caldeiras, vasos de pressão e tubulações. A leitura dessa
norma fornece os conhecimentos e definições necessárias par o
entendimento sobre vasos de pressão; elas são muito
importantes, pois entender o risco de trabalhos que envolvem
pressão e exemplificar e definir medidas de controle eficazes é
fundamental.
A pressão não está presente somente nas tubulações de gases
ou líquidos, é possível verificar seus aspectos, por exemplo, na
aferição da pressão arterial do corpo humano, na pressão
utilizada para afiar uma faca, na pressão atmosférica etc. A NR
17, que trata dos assuntos ergonômicos, considera a pressão
quando comenta sobre a segurança relativa a determinadas
atividades.
PRESSÃO
A pressão média aplicada sobre uma superfície pode ser
definida pela relação entre a força aplicada e a área dessa
superfície e pode ser numericamente calculada pela aplicação
da equação a seguir.
𝑃 =
𝐹
𝐴
𝑃 − 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 (
𝑁
𝑚2
,
𝑘𝑔𝑓
𝑚2
, 𝑃𝑎)
𝐹 − 𝐹𝑜𝑟ç𝑎 (𝑘𝑁,𝑁, 𝑘𝑔𝑓)
𝐴 − Á𝑟𝑒𝑎 (𝑚2, 𝑐𝑚2, 𝑚𝑚²)
FORÇA ÁREA PRESSÃO
N m² N/m²
𝑆𝐼𝑆𝑇𝐸𝑀𝐴 𝐼𝑁𝑇𝐸𝑅𝑁𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁𝐴𝐿 (𝑆𝐼):
PRESSÃO
A unidade N/m² também é usualmente chamada de Pascal (Pa),
portanto é muito comum na indústria se utilizar a unidade Pa e
os seus múltiplos kPa (quilo pascal) e MPa (mega pascal).
Desse modo, as seguintes relações são aplicáveis:
• 1
𝑁
𝑚2
= 1𝑃𝑎
• 1𝑘𝑃𝑎 = 1.000𝑃𝑎 = 103𝑃𝑎
• 1𝑀𝑃𝑎 = 1.000.000𝑃𝑎 = 106𝑃𝑎
PRESSÃO
OUTRAS UNIDADES
Na prática industrial, muitas outras unidades para a
especificação da pressão também são utilizadas, essas
unidades são comuns nos mostradores dos manômetros
industriais e as mais comuns são: atm, mmHg, kgf/cm², bar, psi
e mca. A especificação de cada uma dessas unidades está
apresentada a seguir.
• atm (atmosfera)
• mmHg (milímetro de mercúrio)
• kgf/cm² (quilograma força por centímetro ao quadrado)
• bar (nomenclatura usual para pressão barométrica)
• psi (libra por polegada ao quadrado)
• mca (metro de coluna d’água)
PRESSÃO
CONVERSÃO DE UNIDADES
Dentre as unidades definidas de pressão, tem-se um destaque
maior para a atm (atmosfera) que teoricamente representa a
pressão necessária para se elevar em 760mm uma coluna de
mercúrio, assim, a partir dessa definição, a seguinte tabela para
a conversão entre unidades de pressão pode ser utilizada.
• 1atm = 760mmHg
• 1atm = 760mmHg = 101230Pa
• 1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm²
• 1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar
• 1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi
• 1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi = 10,33mca
PRESSÃO
CONVERSÃO DE UNIDADES
PRESSÃO
Assim, por exemplo, se uma força de intensidade 10N estiver
distribuída perpendicularmente à área de 0,4m², a pressão
sobre ela será:
𝑝 =
10𝑁
0,4𝑚²
= 25 𝑁/𝑚²
Distribuindo-se a mesma força numa área de apenas 0,2m², a
pressão exercida será:
𝑝 =
10𝑁
0,2𝑚²
= 50 𝑁/𝑚²
PRESSÃO
Assim, sendo F a intensidade da resultante das forças
distribuídas perpendicularmente em uma superfície de área A, a
pressão p é dada pela relação:
𝒑 =
𝑭
𝑨
𝑃 − 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 (
𝑁
𝑚2
,
𝑘𝑔𝑓
𝑚2
, 𝑃𝑎)
𝐹 − 𝐹𝑜𝑟ç𝑎 (𝑘𝑁,𝑁, 𝑘𝑔𝑓)
𝐴 − Á𝑟𝑒𝑎 (𝑚2, 𝑐𝑚2, 𝑚𝑚²)
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 1: Uma placa circular com diâmetro igual a 0,5m
possui um peso de 200N, determine em Pa a pressão exercida
por essa placa quando a mesma estiver apoiada sobre o solo.
QUESTÃO 2: Determine o peso em N de uma placa retangular
de área igual a 2m² de forma a produzir uma pressão de
5000Pa.
QUESTÃO 3: Uma caixa d'água de área de base 1,2m X 0.5 m
e altura de 1 m pesa 1000N que pressão ela exerce sobre o
solo?
a) Quando estiver vazia
b) Quando estiver cheia com água
Dados: 𝛾𝐻20 = 1000𝑁/𝑚, g = 10m/s².
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 1: Uma placa circular com diâmetro igual a 0,5m
possui um peso de 200N, determine em Pa a pressão exercida
por essa placa quando a mesma estiver apoiada sobre o solo.
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 2: Determine o peso em N de uma placa retangular
de área igual a 2m² de forma a produzir uma pressão de
5000Pa.
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 3: Uma caixa d'água de área de base 1,2m X 0.5 m
e altura de 1 m pesa 1000N que pressão ela exerce sobre o
solo?
a) Quando estiver vazia
b) Quando estiver cheia com água
Dados: 𝛾𝐻20 = 10.000𝑁/𝑚³, g = 10m/s².
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 4: Converta as unidades de pressão para o sistema
indicado. (utilize os fatores de conversão apresentados na
tabela).
a) converter 20psi em Pa.
b) converter 3000mmHg em Pa.
c) converter 200kPa em kgf/cm².
d) converter 30kgf/cm² em psi.
e) converter 5bar em Pa.
f) converter 25mca em kgf/cm².
g) converter 500mmHg em bar.
h) converter 10psi em mmHg.
i) converter 80000Pa em mca.
j) converter 18mca em mmHg.
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
1: Uma força de intensidade 2N é aplicada perpendicularmente
a uma superfície por meio de um pino de 1 mm² de área.
Determine a pressão, em N/m², que o pino exerce sobre a
superfície.
Solução:
Como a pressão é pedida em N/m², a área da superfície deve
ser expressa em m², assim:
𝑨 = 𝟏𝒎𝒎2 ⟹ 𝑨 = 𝟏𝟎−𝟔𝒎2
Sendo F = 2 N, a pressão é dada por:
𝒑 =
𝑭
𝑨
⇒ 𝒑 =
𝟐 𝑵
𝟏𝟎−𝟔 𝒎²
⇒ 𝒑 = 𝟐 ∙ 𝟏𝟎𝟔𝑵/𝒎²
PRESSÃO HISDROSTÁTICA
TEOREMA DE STEVIN
O teorema de Stevin também é conhecido por teorema
fundamental da hidrostática e sua definição é de grande
importância para a determinação da pressão atuante em
qualquer ponto de uma coluna de líquido.
O teorema de Stevin diz que “A diferença de pressão entre dois
pontos de um fluido em repouso é igual ao produto do peso
específico do fluido pela diferença de cota entre os dois pontos
avaliados”, matematicamente essa relação pode ser escrita do
seguinte modo:
∆𝑷 = 𝜸 ∙ ∆𝒉
∆𝑃 − 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜
𝑘𝑁
𝑚2
,
𝑁
𝑚2
,
𝑘𝑔𝑓
𝑚2
𝛾 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜
𝑘𝑁
𝑚3
,
𝑁
𝑚3
,
𝑘𝑔𝑓
𝑚3
∆ℎ − 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚, 𝑐𝑚,𝑚𝑚)
TEOREMA DE STEVIN
PRESSÃO NO INTERIOR DE UM LÍQUIDO EM REPOUSO
∆𝒉
∆𝑃 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ ∆ℎ
∆ℎ = ℎ𝐵 − ℎ𝐴
𝑨
𝑩
∆𝑃 = 𝑃𝐵 − 𝑃𝐴 = 𝜌 ∙ 𝑔 ∙ (ℎ𝐵 − ℎ𝐴)
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
2: Um reservatório aberto em sua superfície possui 8m de
profundidade e contém água, determine a pressão hidrostática
no fundo do mesmo. Dados: 𝛾𝐻20 = 10.000
𝑁
𝑚3
, 𝑔 = 10
𝑚
𝑠2
.
TEOREMA DE STEVIN
SUPERFÍCIES ISOBÁRICAS NUM LÍQUIDO EM EQUILÍBRIO
∆𝒉=0
𝑨 𝑩
𝑷𝑩 = 𝑷𝑨
Como consequência imediata do teorema de
Stevin, concluímos que todos os pontos de
uma mesma superfície horizontal (situados a
uma mesma profundidade h) e pertencentes a
um mesmo líquido em equilíbrio ficam sujeitosà mesma pressão. Na figura ao lado, os pontos
A e B apresentam pressões iguais.
TEOREMA DE STEVIN
PRESSÃO DE COLUNAS LÍQUIDAS
PRESSÃO
BARÔMETRO DE TORRICELI
𝑝𝐴 = 𝑝𝐵
𝑝𝑎𝑡𝑚 = 𝑝0 + 𝜌𝐻𝑔 ∙ 𝑔 ∙ ℎ𝐻𝑔
𝑝𝑎𝑡𝑚 = 13,6 ∙ 10³ ∙ 9,8 ∙ 76 ∙ 10
−2
𝑝𝑎𝑡𝑚 ≅ 101293
𝑁
𝑚²
≅ 105𝑃𝑎
1 𝑎𝑡𝑚 ≅ 76 𝑐𝑚𝐻𝑔 ≅ 105 𝑃𝑎
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
3: Um reservatório contém água, cuja densidade é 1g/cm³, até uma
altura de 10m. A pressão atmosférica local é 105 𝑁/𝑚² e a aceleração
da gravidade é g=10m/s². Determine a pressão no fundo do
reservatório expressa em N/m².
SOLUÇÃO:
De acordo com o teorema de Stevin, a pressão no ponto B, situada no
fundo do reservatório, vale:
𝑝 = 𝑝𝐴 + 𝜌𝐻20 ∙ 𝑔 ∙ 𝐻
Sabemos que:
𝜌𝐴 = 𝜌𝑎𝑡𝑚 =
105𝑁
𝑚2
; 𝜌𝐻20 =
1𝑔
𝑐𝑚3
= 103
𝑘𝑔
𝑚3
, H = 10m
Assim:
𝑝 = 105 + 103 ∙ 10 ∙ 10
𝑝 = 105 + 105 ∴ 𝑝 = 2 ∙ 105𝑁/𝑚²
EXPERIMENTO
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 5: A pressão no interior de um líquido homogêneo em
equilibrío varia com a profundidade, de acordo com o gráfico.
Determine:
a) A pressão atmosférica;
b) A densidade do líquido;
c) A pressão à profundidade de 20m.
(Adote g = 10m/s²).
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 6: Três recipients com Alturas iguais a 0,5m, mas com
formatos diferentes, são totalmente preenchidos com um mesmo
líquido de densidade 10³ kg/m³, como indica a figura.
O fundo de todos os recipients tem área de 0,4m². Sendo a aceleração
da gravidade g = 10 m/s² e a pressão atmosférica igual a 105𝑁/𝑚2,
determine:
a) A pressão total exercida no fundo dos três recipients;
b) A intensidade da força que atua no fundo dos três recipients.
PRESSÃO ARTERIAL
Pressão arterial é a pressão exercida pelo sangue contra as
paredes das artérias. Para medirmos a pressão arterial, utilizamos
um aparelho chamado esfigmomanômetro. Esse aparelho é
capaz de medir as pressões sistólica e diastólica, que são,
respectivamente, as pressões do sangue ao sair e ao retornar ao
coração.
PRESSÃO ARTERIAL
O resultado exibido nos ponteiros ou
nos displays do esfigmomanômetro informa a razão entre as pressões
produzidas pela contração e pelo relaxamento cardíaco. De acordo com
a Sociedade Brasileira de Cardiologia (SBC), a razão dessas pressões
considerada saudável é a de 120 mmHg de
pressão sistólica por 80 mmHg de pressão diastólica, comumente
denotado como uma pressão de 12:8 (doze por oito).
PRESSÃO ARTERIAL
O aumento crônico da pressão arterial é um fator de risco para o
surgimento de doenças cardíacas e recebe o nome
de hipertensão.